У Росії стоїть дуже гостра проблема - відсутність функціональних протезів пальців рук. Існуючі доступні рішення нефункціональні і носять суто косметичний характер. Але майже рік тому команда компанії Can-Touch.ru (фахівці в галузі промислової 3D-друку) надихнулася ідеєю створення функціонального дитячого протеза. До проекту незабаром приєдналися інженери компанії W.E.A.S. Robotics (фахівці в галузі робототехніки), і почалася серйозна робота.
Під катом історія про те, як розробляється цей протез. Наводимо текст, написаний від першої особи безпосередньо членами команди проекту.
Наш перший пацієнт - Олександр, житель міста Ярославль. В результаті нещасного випадку він втратив пальці на обох руках, але кистьові суглоби зберегли повну функціональність.
Докладний звіт, як створювався цей протез, ви можете прочитати в статті Протез кисті за допомогою 3D-друку: наш шлях від ідеї до реалізації. Це було складно, але цікаво, і з першого разу не все вийшло, його протез ще потребує доопрацювання.
Звідки все пішло
Конструкція протеза і технологія установки
Виготовляють протези за допомогою 3D-друку, працюючи на промислових 3D-принтерах. Такі принтери забезпечують друк високої точності, що гарантує високу якість виробу. Ще одне з основних переваг 3D-друку в тому, що можна зробити абсолютно індивідуальне виріб за розмірами, формою і конструкції, і робить її незамінною в протезуванні.
Протез працює (здійснюється схват) за рахунок згину лучезапястного суглоба. Він компенсує дитині відсутність пальців і дозволяє вести більш повноцінне життя.
Виготовлення та встановлення протеза відбувається наступним чином:
1. Спочатку необхідно зняти розміри руки дитини, далі доопрацювати модель і відправити на друк.
2. Деталі протеза друкуються на 3D-принтері за технологією SLS з біологічно нейтрального пластику - поліаміду (PA2200)
3. Далі протез збирається на спеціальний термопластик, який розм'якшується при температурі 80 градусів, охолоджується і формує каркас протеза прямо на руці.
4. Після складання залишається тільки відрегулювати натяг тягових тросів і можна приступати до освоєння протеза, що, звичайно, вимагає часу.
Весь процес установки протеза (від підготовки моделі до початку тренувань) займає 5-6 днів.
Окремо варто відзначити одну особливість роботи над проектом на поточній стадії. Розробка конструкції та дизайну протеза здійснюється віддалено різними учасниками команди. У зв'язку з цим ми довго шукали можливості спільного управління проектом в хмарному середовищі і після знайомства з представниками компанії Autodesk, вони запропонували рішення. Ми уклали партнерську угоду з компанією за програмою CleanTech, і нам надали кілька ліцензій програмного пакета Product Design Suite. Головною перевагою співпраці з Autodesk для нас є дуже зручна віддалена робота всіх членів команди, які використовують різні програмні рішення (Inventor, 3ds Max, AutoCAD та ін.). Інтеграція здійснюється за допомогою програми Autodesk Vault, що істотно скорочує час на обмін інформацією всередині команди.
Поточні завдання і погляд вперед
Як було зазначено вище, у нас ще є деякі недоліки в конструкції. Ось основні завдання, які належить вирішити:
1. Розробка нового механізму повернення кисті в стандартне положення після згину.
2. Пошук оптимальної позиції великого пальця для максимально зручного та функціонального схвата.
3. Потрібно зробити більш зручні кріплення і регулювання натягу тросів.
Далі будуть роздруковані 5-6 протезів для випробувань (кожен з цих протезів буде встановлено окремого пацієнта), за результатами яких буде створено перед- ринковий зразок, якому належить сертифікація (головна вимога - протез повинен відпрацювати 1 млн. Циклів).
Так само ми приступили до розробки електромеханічного протеза і вже зробили перший прототип. Зараз здійснюється перевірка на збирання всієї електромеханічної схеми і перші випробування в зв'язці з міо-датчіткамі.
В цілому ж, план розвитку проекту на найближчий рік виглядає наступним чином:
1. Доопрацювання конструкції механічного протеза пальців.
2. Доопрацювання електромеханічного протеза.
3. Сертифікація та виведення на ринок механічних протезів пальців.
4. Сертифікація та виведення на ринок електромеханічного протеза.
5. Розробка прототипу плечового екзоскелета для людей з хворобою артрогріпоз і демонстрація прототипу на міжнародній конференції в Москві.
Ми відкриті до співпраці